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仪器分析

介电常数与介质损耗测试

Permittivity and Dielectric Loss Testing

介电性能测试在交变电场下测量材料的电容、阻抗和相位响应,计算介电常数、介质损耗角正切及复介电参数。通过控制频率、温度、电极尺寸和试样厚度,可评价聚合物、陶瓷、覆铜板、复合介质及绝缘薄膜的极化能力、能量损耗和频率稳定性。

检测内容
相对介电常数 · 介质损耗角正切
适用对象
适用于聚合物薄片、橡胶、陶瓷基板、玻璃、云母、复合介质、覆铜板基材和绝缘涂层等平整试样。 · 可在低频至射频范围内测量介电常数和损耗随频率变化,并按设备条件设置温度序列或调湿状态。
方法标准
GB/T 31838.6-2021 · IEC 62631-2-1:2018
报告交付
各频率点的介电常数、介质损耗角正切和测量重复值。 · 介电参数—频率曲线以及温度或环境状态对比图。
确认检测需求登记对象、检测目标和报告用途
样品登记登记数量、状态和制样要求
检查检测过程记录检测条件并审核原始数据
出具报告交付结果、附件和技术说明
01

检测范围

检测范围检测内容与适用对象

介电性能测试在交变电场下测量材料的电容、阻抗和相位响应,计算介电常数、介质损耗角正切及复介电参数。通过控制频率、温度、电极尺寸和试样厚度,可评价聚合物、陶瓷、覆铜板、复合介质及绝缘薄膜的极化能力、能量损耗和频率稳定性。

01项目内容

相对介电常数

由样品电容、真空电容和几何尺寸计算不同频率下的相对介电常数。

02适用情况

对象与条件

适用于聚合物薄片、橡胶、陶瓷基板、玻璃、云母、复合介质、覆铜板基材和绝缘涂层等平整试样。 可在低频至射频范围内测量介电常数和损耗随频率变化,并按设备条件设置温度序列或调湿状态。 各向异性与多层材料可沿面内或厚度方向布置电极,比较纤维取向、填料含量和层压结构对介电响应的影响。 结果用于高频基材、绝缘结构、电容介质、雷达透波材料和电子封装材料的选型与配方研究。

03结果解释

需要注意的限制

不同电极接触、边缘场、频率和含水率下的数据不能直接混合比较 报告记录送检样品、检测项目、方法条件和检测结果 不同标准版本、制样方式、测试参数或数据模型的数据按统一口径比较 项目页面列明采用的标准、样品要求、实施流程和报告内容

技术说明

检测时需要注意什么

实施流程

1. 测量试样厚度、平行度和电极有效面积,依据频率范围与材料阻抗选择平行板、夹具或高频测试结构;2. 对仪器和夹具执行开路、短路及负载校准,确认空夹具寄生电容和损耗处于稳定状态;3. 将样品与电极充分贴合,设置交流电压、频率点、积分时间以及温湿度或温度程序;4. 采集电容、阻抗与相位数据,应用边缘场、夹具和样品几何修正,计算介电常数及损耗;5. 通过重复装夹、标准介质和频率连续性检查数据质量,汇总曲线、参数表和状态对比结果

电极与几何

介电常数计算直接使用电极有效面积和试样厚度,气隙、表面粗糙及厚度误差会改变电容,装夹时保证电极平行贴合。

夹具校准

开路和短路校准用于扣除引线与夹具寄生参数,高频段还使用已知负载建立参考面,使相位和幅值在样品位置有效。

频率色散

偶极转向、界面极化和导电损耗具有不同时间尺度,介电常数及tanδ随频率变化应以整段曲线解释。

环境作用

水分会提高极化与导电损耗,温度也会移动松弛峰;报告将调湿状态、测量温度和稳定时间与数据绑定。

02

适用产品与样品

介电常数与介质损耗测试适用于以下产品、样品及技术问题。

适用产品和常见问题

  • 适用于聚合物薄片、橡胶、陶瓷基板、玻璃、云母、复合介质、覆铜板基材和绝缘涂层等平整试样。
  • 可在低频至射频范围内测量介电常数和损耗随频率变化,并按设备条件设置温度序列或调湿状态。
  • 各向异性与多层材料可沿面内或厚度方向布置电极,比较纤维取向、填料含量和层压结构对介电响应的影响。
  • 结果用于高频基材、绝缘结构、电容介质、雷达透波材料和电子封装材料的选型与配方研究。
03

送样前需要准备什么

送样信息包括材质、形态、批次、保存条件、目标参数及制样要求。

  1. 01

    片状试样两面平行、厚度均匀且面积覆盖测量电极,表面保持清洁无折痕,并在多个位置测量厚度。

  2. 02

    需制备电极时采用蒸镀、溅射、导电银浆或适配夹具,电极直径、保护环和固化条件与样品编号关联。

  3. 03

    吸湿性材料在规定温湿度下调节后密封,附上干燥、湿热、浸水或老化处理的时间与环境。

  4. 04

    高频板材和复合介质注明纤维方向、树脂体系、铜箔去除方式、填料比例及目标频率范围。

准备资料样品和资料要求

片状试样两面平行、厚度均匀且面积覆盖测量电极,表面保持清洁无折痕,并在多个位置测量厚度。 需制备电极时采用蒸镀、溅射、导电银浆或适配夹具,电极直径、保护环和固化条件与样品编号关联。 吸湿性材料在规定温湿度下调节后密封,附上干燥、湿热、浸水或老化处理的时间与环境。 高频板材和复合介质注明纤维方向、树脂体系、铜箔去除方式、填料比例及目标频率范围。

项目结果本页列出的结果内容

各频率点的介电常数、介质损耗角正切和测量重复值。 介电参数—频率曲线以及温度或环境状态对比图。 试样厚度、电极面积、电极制备方式和装夹方向。 交流电压、频率范围、温湿度及夹具校准信息。 标准介质核验和重复装夹数据的质量记录。

04

检测项目

01

相对介电常数

由样品电容、真空电容和几何尺寸计算不同频率下的相对介电常数。

02

介质损耗角正切

报告介质损耗tanδ随频率或温度的变化,体现电能耗散水平。

03

复介电参数

给出介电常数实部、虚部或等效电路参数,描述储能与损耗分量。

04

频率谱

绘制介电常数和损耗在目标频段内的扫描曲线并标记特征变化。

05

温度介电响应

在设定温度点保持热平衡后测量,获得极化或松弛过程的温度依赖。

06

方向与状态对比

比较不同取向、调湿、老化或配方样品的介电参数和离散性。

05

检测方法和流程

受理前需要确认什么受理前需确认对象、样品状态、方法适用性和实施条件;具体检测范围、进度与报告要求以双方确认的方案为准。
01

步骤1

测量试样厚度、平行度和电极有效面积,依据频率范围与材料阻抗选择平行板、夹具或高频测试结构。

02

步骤2

对仪器和夹具执行开路、短路及负载校准,确认空夹具寄生电容和损耗处于稳定状态。

03

步骤3

将样品与电极充分贴合,设置交流电压、频率点、积分时间以及温湿度或温度程序。

04

步骤4

采集电容、阻抗与相位数据,应用边缘场、夹具和样品几何修正,计算介电常数及损耗。

05

步骤5

通过重复装夹、标准介质和频率连续性检查数据质量,汇总曲线、参数表和状态对比结果。

06

检测标准和方法

以下是本页引用的标准与方法资料。具体项目是否适用、采用哪个版本及如何判定,需结合对象、条件和委托要求确认。

2 项标准共列出 2 项标准与方法。

共 2 项

GB/T 31838.6-2021中国标准固体绝缘材料 介电和电阻特性 第6部分:介电特性(AC方法) 相对介电常数和介质损耗因数固体绝缘材料 介电和电阻特性 第6部分:介电特性(AC方法) 相对介电常数和介质损耗因数规定介电常数与介质损耗测试的分析方法、仪器条件和数据记录要求。国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 · GB/T 31838.6-2021 · 查看发布机构来源
IEC 62631-2-1:2018国际标准固体绝缘材料介电和电阻特性 第2-1部分:相对介电常数和介质损耗因数固体绝缘材料介电和电阻特性 第2-1部分:相对介电常数和介质损耗因数规定介电常数与介质损耗测试的分析方法、仪器条件和数据记录要求。International Electrotechnical Commission · IEC 62631-2-1:2018 · 查看发布机构来源
资料来源标准和方法来源
发布或实施日期 2018-02-27

IEC 62631-2-1规定固体绝缘材料相对介电常数和介质损耗因数的交流测试方法

IEC 62631-2-1:2018覆盖0.1 Hz至10 MHz技术频率范围,测试时需说明频率、温湿度、试样厚度和电极方式。

IEC 62631-2-1:2018
07

报告和检测数据

各频率点的介电常数、介质损耗角正切和测量重复值。
介电参数—频率曲线以及温度或环境状态对比图。
试样厚度、电极面积、电极制备方式和装夹方向。
交流电压、频率范围、温湿度及夹具校准信息。
标准介质核验和重复装夹数据的质量记录。
常见报告用途
筛选覆铜板、封装树脂、陶瓷基板和透波复合材料的介电性能。比较填料、纤维方向、固化制度和含水状态对极化及损耗的影响。为电容器、绝缘件、射频线路和电磁仿真提供频率相关材料参数。评价湿热老化或高温使用后介电稳定性和绝缘损耗变化。
检测结果说明

不同电极接触、边缘场、频率和含水率下的数据不能直接混合比较

报告记录送检样品、检测项目、方法条件和检测结果

不同标准版本、制样方式、测试参数或数据模型的数据按统一口径比较

项目页面列明采用的标准、样品要求、实施流程和报告内容

08

常见问题

01介电常数测试为什么要准确测量样品厚度?

平行板模型中的真空电容由电极面积和厚度决定,厚度误差会按比例传递到介电常数。

02介质损耗tanδ随频率升高为什么会出现峰值?

材料中的极化或松弛过程具有特征时间,当外加电场频率接近该过程时会出现明显能量损耗。

03没有金属电极的聚合物片怎样测介电性能?

可使用贴合式夹具,或在两面制备尺寸受控的金属、银浆电极,具体方式与样品表面状态相匹配。

04介电测试前的开路短路校准起什么作用?

它用于扣除夹具、测试线的寄生电容和电感,将阻抗参考面移到样品电极位置。

05吸湿后的介电常数为什么常常升高?

水分具有较强极化能力并可能增加离子传导,使介电常数和损耗同时发生变化。

06复合材料的纤维方向会影响介电结果吗?

纤维、填料和界面会形成方向相关的极化结构,可通过面内与厚度方向电极布置分别测量。

07高频介电数据能否与低频电桥结果直接拼接?

两段频率采用的夹具和校准模型不同,重叠频段先比较一致性,再按各自有效频段组合曲线。

08温度扫描介电测试如何保证每个温度点稳定?

样品达到设定温度并保持足够时间后采集阻抗,升温程序和实际样品温度随数据记录。